基于虚拟现实技术的船用陀螺罗经实验教学模式研究

船用陀螺罗经是重要的航海仪器设备之一,其价格比较昂贵,频繁开关机器会减少设备使用寿命,且船用陀螺罗经主罗经内部的结构无法被直观看到。利用虚拟现实技术,采用虚实结合的船用陀螺罗经教学模式,学生能够清楚明了地认识主罗经的灵敏部分、随动部分和固定部分等部件,有利于学生理解船用陀螺罗经的工作原理,同时,可调动学生参与实验课程的主动性和积极性,提高学生的创新精神和实践能力。

虚拟陀螺技术在MEMS惯性导航系统中的应用

针对MEMS惯性导航系统中陀螺测量精度低的问题,采用虚拟陀螺技术提高陀螺的角速度测量精度.系统中每个测量轴放置了3个普通精度的陀螺,组成一个阵列,对同一角速度信号进行冗余检测,然后通过同类传感器信息融合技术得到输入角速率的高精度估计值.试验结果表明,虚拟陀螺的精度最大提高了2.7倍,最小1.9倍,证明了虚拟陀螺技术的有效性.

弹丸角运动物理仿真高速陀螺模拟装置

该文利用三自由度高速陀螺模拟装置来模拟弹丸的角运动,开发了基于虚拟仪器技术的测控系统,建立了弹丸角运动仿真系统,能够同时对高速陀螺模拟装置3个转轴转速进行实时测量和控制,自转角速度最高可达24 000 r/min,实现了对弹丸角运动的实时物理仿真,为再现弹载机构运动规律,研究弹道环境对弹载机构的受力和运动规律的影响提供了重要的实验手段,并已在多种引信系统设计和故障分析中得到了成功应用。

基于Labview的陀螺综合测试实验系统设计与实现

根据工程技术和教学实验的需要,针对光纤陀螺和微机械陀螺,采用LabVIEW软件设计了陀螺综合测试实验系统,给出了系统组成及功能、测试理论、软件面板图及软件原理图,对陀螺的主要参数:如测量范围、标度因数、线性度、零偏等进行了测试,并对测试数据进行了分析和比较,实验结果证明该测试系统设计是可行的,满足了陀螺测试的任务需要。

基于WLAN的陀螺综合虚拟测试系统设计和实现

针对陀螺测试和工程应用需求,设计和实现了陀螺综合测试系统。规划了设计方案;系统采用标准转台提供角速度信号,光纤陀螺作检测标准,待测陀螺为微机械陀螺;对标度因数、非线性度、最大角速度、零偏等部分常用技术参数的测试及计算方法做了分析,用辨识法对陀螺的系统模型进行了建模;采用虚拟仪器技术实现了对两路陀螺的同时数据采集、处理,数据和波形显示及数据存储等测试功能;采用了巴特沃斯低通滤波器和滑动平均滤波器相结合对采集的陀螺信号进行滤波;还实现了对实验现场的图像采集,在无线局域网(WLAN)内实现了数据共享和打印等实验功能。经实验验证,被测陀螺的技术参数检测数据能够反映实际效果,系统达到了设计要求。

基于LabVIEW的陀螺信号采集系统

以电压、电流、声音传感器和NIUSB-6251采集设备及计算机为硬件,以LabVIEW8.0为软件开发平台,开发了陀螺信号数据采集系统。介绍了程序流程和设计技巧,可实时对8路信号快速采集和存储,进而实现历史数据查询、波形回显及数据分析。该系统已投入使用,效果良好。

基于LabWindows/CVI的实时多任务光电观瞄装置操控软件

针对传统嵌入式实时操作系统不能快速实现操控软件开发的问题,采用多线程机制实现车载光电观瞄装置操控台多种并发任务。介绍系统的总体结构,利用LabWindows/CVI9.0和外置通信卡、视频卡等工具,探讨了采用多线程机制实现该操控台多种并发任务的方法,并给出多线程、视频显示及信息叠加、通信次线程的具体实现方法以及系统试验结果。结果表明,该程序能获得更快地的响应、更小的阻塞和更全面的性能;其人机界面简单,重要信息指示明确,简化用户操作。

传感网式罗经航向数字复示与方位测量系统设计

为降低能耗及制造成本,提高便携性和驾驶台集成度,通过对船用陀螺罗经信号转化、IEC61162(船用仪器数字接口IEC标准)和角位移数字测量方法的研究,提出利用陀螺罗经数字输出与以角度传感器为基础的数字化舷角测量终端相结合的航向复示与方位测量系统.该系统给出利用串口通信采集罗经航向数据的方法,滑阻式角度传感器数据输出方法,航向及电子方位线虚拟仪表设计方法、误差补偿与标定方法以及数据有线及无线网络共享方法.样机实测结果与传统机电分罗经测量结果比对,精度高于直接测读结果;该方案对数字化罗经工程实现具有一定的参考价值.

虚拟仪器技术及其在激光陀螺稳频控制系统中的应用

结合虚拟仪器技术在激光陀螺稳频测控系统中应用的实例，介绍了自行研制的VI-100虚拟仪器系统，并对“虚拟仪器技术”这一尚未完全成熟领域的理论及应用问题予以探讨。

基于GPRS的陀螺综合虚拟测试系统设计

针对飞行器导航控制系统姿态信息的远程无线数据采集物理仿真及工程应用需求和数据采集系统应具有实时性能好、高精度及高可靠性等技术性能要求,设计和实现了陀螺远程综合测试系统;测试系统采用实验转台提供标准角速度信号,光纤陀螺作检测标准,待测陀螺为微机械陀螺;采用了巴特沃斯低通滤波器和滑动均值滤波器联合对采集的陀螺数据进行滤波处理;对标度因数、非线性度、最大角速度等部分常用技术参数的测试及计算方法做了分析,用辨识法对陀螺系统模型进行了建模,从而提高了数据采集的准确性;经实验验证,测试系统实现了远程无线数据采集的功能,被测陀螺的检测数据及陀螺模型能够反映实际效果,其准确性、实时性及供电系统的性能均满足了设计的预期要求。

无线角度传感网式移动数字分罗经及方位测量系统

罗经系统是船舶指示航向及测量目标方位的重要设备,是船舶操纵控制的核心系统。船舶关键仪器输出数字化是船舶自动化控制发展的基础。无线角度传感网式船用移动数字分罗经及方位测量系统,实现了分罗经显示及目标舷角、方位的数字化测量,克服了传统分罗经的缺点,提高了数据测量可共享性及终端的便携性、可移动性。系统在实验环境中进行仿真测试,系统响应能力、表达实时性及测量精度均达到实船应用要求,能有效地应用于现代船舶驾驶台仪器仪表系统。

基于陀螺/星敏感器的微小卫星姿态确定方法研究

在热备份的余度配置陀螺与星敏感器的组合定姿中,典型的三轴正交陀螺与星敏感器姿态确定算法受到限制;现以某微小卫星姿控系统为对象,设计了热备份的四陀螺系统与星敏感器组合定姿方法;数据处理时,利用最小二乘法将四陀螺测量系统构建为一个虚拟三轴正交陀螺,再将虚拟陀螺与星敏感器组成卡尔曼滤波器;该方法和典型的三正交陀螺与星敏感器组合定姿结构相同,实现简单,且在一陀螺发生故障时,能在不改变滤波器结构的情况下实现对故障陀螺的屏蔽;仿真验证了该方法的有效性。

位标器陀螺转子动平衡测试系统设计

针对位标器陀螺转子在生产、使用过程中,由于不平衡量所带来误差、磨损等问题,本文介绍了一种基于虚拟仪器的位标器陀螺转子动平衡测试系统。当陀螺转子匀速旋转后,通过不平衡信号传感器将陀螺转子作用于机械支架的受迫振动转换成相应的不平衡信号。与此同时,基准信号传感器产生基准信号。测试系统对基准信号和不平衡信号进行采集、处理、分析和显示,根据测试所得到的结果,进行加重或者去重,达到最小可剩余不平衡量。该系统采用了基于数字相关原理的相位差测量方法,并使用LabVIEW进行软件编程。实践证明,本测试系统测试精度高,操作简单,稳定性高。

基于虚拟陀螺技术的车辆质心侧偏角估计

针对车用MEMS陀螺受成本限制,性能难以进一步提升并成为车身稳定控制系统瓶颈的问题,基于卡尔曼滤波算法融合多个陀螺的数据,结合该类型陀螺在真实场景下的实测误差值和差分法消除车载混杂噪声对于其真实量测值的影响。试验结果表明,相比于单个陀螺,由3个陀螺组成的虚拟陀螺在数据均方根误差上降低了49.74%;基于该虚拟陀螺技术设计了车辆质心侧偏角积分估计器,与采用单个陀螺相比,质心侧偏角估计误差降低了82.5%,可有效提升车辆在极限工况下的行驶稳定性,达到了车用MEMS陀螺仪成本与性能之间的良好平衡。

电罗经专用虚拟数字示波器开发应用

介绍一种新型虚拟示波器—航海型电罗经专用虚拟数字示波器的开发,并讨论了其在电罗经的日常维护中的应用。阐述对虚拟数字存储示波器信号处理和结果显示部分的软件设计。所开发的虚拟数字示波器可以用于电罗经的日常维护与修理,具有较强的实用性。

一种陀螺仪自动测试系统的设计与实现

陀螺仪传感器是飞行控制系统的重要组成部分;针对4种类型陀螺仪介绍了一种自动测试系统的设计,详细描述了系统的功能和总体结构,提出了自动测试的过程控制策略,给出了系统硬件设计方法、交流信号转换直流信号原理图、软件结构图、频率和相移的软件处理方法及采取的关键技术;该系统已投入使用,实践表明,该系统具有较高的测试精度及智能化程度。

微陀螺三维空间跟踪定位在虚拟现实系统中的应用

微陀螺三维跟踪定位,通过系统触发、采集数据、放大转换和存储保持四个阶段完成。采用虚拟现实技术开发的模拟训练系统,利用微陀螺三维跟踪实时将测量到的导弹姿态角发送给计算机,通过对比计算判断导弹是否瞄准目标。同时结合球型投影系统模拟显示导弹飞行状态与命中效果。

陀螺稳定动力学仿真分析

为了确定火炮某部件的旋转稳定性,将其简化为一个在平面上运动的陀螺,以多体动力学仿真软件ADAMS为平台建立了陀螺的虚拟样机模型,并对陀螺在平面上的运动进行仿真,通过测量陀螺旋转保持不倾倒的时间,分析了陀螺的初始转速、外形参数、密度对其稳定性的影响,从而得到了不同因素对陀螺稳定性的影响规律,为火炮某旋转部件的设计提供参考。

用于飞行器横滚稳定控制的组合陀螺舵研究

在传统单转子陀螺舵的基础上,通过仿真分析和虚拟试验,对陀螺转子数量、结构参数、组合形式和空间布局等进行了多学科优化设计,形成了一系列多转子组合陀螺舵,突破了传统单转子陀螺舵控制能力较小、应用范围受限的现状,提高了其对飞行器横滚稳定控制的能力;针对几种典型飞行器的约束条件,通过组合陀螺舵的设计应用,使其横滚衰减因子达到0.002以上,具有良好的横滚稳定性,有助于推动组合陀螺舵在航天飞行器领域的应用和创新。

两井定向内业计算方法与实测精度评定的探讨

本文简要说明了由于两井定向的内业计算方法("扭转法"与"边条件法")的平差模型与测量误差的影响规律不一致,造成两井定向解算成果的准确度大大降低;为此提出了基于虚拟观测值的"虚拟权法",当井下曲折形导线的量边误差对两井定向精度的影响较大时,"虚拟权法"能够显著地提高两井定向解算成果的准确度;最后采用两井定向与陀螺定向的实例验证了"虚拟权法"平差成果与实测精度的可靠性。